一種無刷電機無位置傳感器控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機控制領(lǐng)域，尤其涉及一種無刷電機無位置傳感器控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無刷電動機利用電子換向替代了機械換向，克服了傳統(tǒng)直流電機由于電刷摩擦而產(chǎn)生的一系列問題，并且具有調(diào)速性能好、體積小、效率高等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟生產(chǎn)的各個領(lǐng)域以及人們的日常生活中。
[0003]無刷電機通常使用一個或多個位置傳感器來檢測電機轉(zhuǎn)子的位置，據(jù)此向電機各相線圈施加驅(qū)動電壓，推動電機旋轉(zhuǎn)起來。位置傳感器帶來的安裝空間、安裝誤差、高溫失效等問題限制了有位置傳感器方案在諸如抽油煙機等領(lǐng)域的應(yīng)用，并且增加了系統(tǒng)成本。通過相電流、電壓等參數(shù)檢測及滑模、狀態(tài)觀測器等無位置傳感器算法，可以實現(xiàn)無位置傳感器的電機控制，不過這類算法對控制裝置的軟硬件要求很高，對電機參數(shù)較為敏感，且一般成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種通過反電動勢檢測實現(xiàn)無位置傳感器的正弦波控制的方法及裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種無刷電機無位置傳感器控制方法，該方法包括:
[0006]關(guān)閉第一相線圈的第一驅(qū)動電壓，在檢測時間內(nèi)，檢測第一相線圈的反電動勢；
[0007]根據(jù)反電動勢，確定第二驅(qū)動電壓的參考相位及周期；
[0008]根據(jù)參考相位及周期，確定脈沖寬度調(diào)制信號；
[0009]根據(jù)脈沖寬度調(diào)制信號，確定為無刷電機提供第二驅(qū)動電壓，第二驅(qū)動電壓用于驅(qū)動無刷電機。
[0010]優(yōu)選地，檢測時間包括:消隱時間和反電動勢檢測時間；
[0011]消隱時間為第一驅(qū)動電壓關(guān)閉后第一相線圈的相電流降為零所需的時間；
[0012]反電動勢檢測時間為第一相線圈的相電流降為零后檢測第一相線圈的反電動勢所需的時間。
[0013]優(yōu)選地，根據(jù)反電動勢，確定第二驅(qū)動電壓的參考相位及周期，包括:
[0014]當反電動勢過零發(fā)生在反電動勢檢測時間內(nèi)，則以反電動勢的過零時刻作為第二驅(qū)動電壓的參考相位，并且保持第二驅(qū)動電壓的周期不變；或，
[0015]當反電動勢過零發(fā)生在反電動勢檢測之前，則以發(fā)現(xiàn)反電動勢過零已發(fā)生的時刻作為參考相位，并減小第二驅(qū)動電壓的周期；或，
[0016]當反電動勢檢測時間之前和反電動勢檢測時間內(nèi)均未發(fā)生反電動勢過零，則延長檢測時間直至檢測到反電動勢過零，以過零時刻作為參考相位，并增大第二驅(qū)動電壓的周期。
[0017]優(yōu)選地，根據(jù)參考相位及周期，確定脈沖寬度調(diào)制信號，包括:
[0018]產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號占空比的控制信號；
[0019]根據(jù)正弦波調(diào)制算法及占空比的控制信號產(chǎn)生正弦波調(diào)制函數(shù)；
[0020]產(chǎn)生固定頻率的三角載波；
[0021]利用三角載波調(diào)制正弦波調(diào)制函數(shù)產(chǎn)生第一脈沖寬度調(diào)制信號，第二驅(qū)動電壓的參考相位作為第一脈沖寬度調(diào)制信號的初始相位，第二驅(qū)動電壓的周期作為第一脈沖寬度調(diào)制信號的周期；
[0022]調(diào)整第一脈沖寬度調(diào)制信號的相位，輸出第二脈沖寬度調(diào)制信號。
[0023]優(yōu)選地，反電動勢過零包括反電動勢由正變負的過零和/或由負變正的過零。
[0024]第二方面，本發(fā)明提供了一種無刷電機無位置傳感器控制裝置，該裝置包括:
[0025]檢測單元，用于關(guān)閉第一相線圈的第一驅(qū)動電壓，在檢測時間內(nèi)，檢測第一相線圈的反電動勢；
[0026]確定單元，用于根據(jù)反電動勢，確定第二驅(qū)動電壓的參考相位及周期；
[0027]控制單元，用于根據(jù)參考相位及周期，確定脈沖寬度調(diào)制信號；
[0028]驅(qū)動單元，用于根據(jù)脈沖寬度調(diào)制信號，確定為無刷電機提供第二驅(qū)動電壓，第二驅(qū)動電壓用于驅(qū)動無刷電機。
[0029]優(yōu)選地，檢測時間包括:消隱時間和反電動勢檢測時間；
[0030]消隱時間為第一驅(qū)動電壓關(guān)閉后第一相線圈的相電流降為零所需的時間；
[0031]反電動勢檢測時間為第一相線圈的相電流降為零后檢測第一相線圈的反電動勢所需的時間。
[0032]優(yōu)選地，確定單元，用于根據(jù)反電動勢，確定第二驅(qū)動電壓的參考相位及周期，包括:
[0033]當反電動勢過零發(fā)生在反電動勢檢測時間內(nèi)，則以反電動勢的過零時刻作為第二驅(qū)動電壓的參考相位，并且保持第二驅(qū)動電壓的周期不變；或，
[0034]當反電動勢過零發(fā)生在反電動勢檢測之前，則以發(fā)現(xiàn)反電動勢過零已發(fā)生的時刻作為參考相位，并減小第二驅(qū)動電壓的周期；或，
[0035]當反電動勢檢測時間之前和反電動勢檢測時間內(nèi)均未發(fā)生反電動勢過零，則延長檢測時間直至檢測到反電動勢過零，以過零時刻作為參考相位，并增大第二驅(qū)動電壓的周期。
[0036]優(yōu)選地，控制單元包括:
[0037]占空比控制單元，用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號占空比的控制信號；
[0038]調(diào)制函數(shù)產(chǎn)生電路，用于通過正弦波調(diào)制算法及占空比的控制信號產(chǎn)生正弦波調(diào)制函數(shù)；
[0039]三角載波產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生固定頻率的三角載波；
[0040]脈沖寬度調(diào)制信號生成單元，用于利用三角載波調(diào)制正弦波調(diào)制函數(shù)產(chǎn)生第一脈沖寬度調(diào)制信號，第二驅(qū)動電壓的參考相位作為第一脈沖寬度調(diào)制信號的初始相位，第二驅(qū)動電壓的周期作為第一脈沖寬度調(diào)制信號的周期；
[0041]相位調(diào)整單元，用于調(diào)整第一脈沖寬度調(diào)制信號的相位，輸出第二脈沖寬度調(diào)制信號。
[0042]優(yōu)選地，反電動勢過零包括反電動勢由正變負的過零和/或由負變正的過零。
[0043]本發(fā)明通過反電動勢檢測，根據(jù)反電動勢檢測的結(jié)果確定下一次向電機各相線圈施加驅(qū)動電壓的參考相位及周期，從而實現(xiàn)無位置傳感器的正弦波控制。本發(fā)明有效的降低了成本、減小了實現(xiàn)難度和提高了系統(tǒng)的性能及可靠性。
【附圖說明】
[0044]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種無刷電機無位置傳感器控制方法流程圖；
[0045]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種無刷電機無位置傳感器控制方法的反電動勢、相電流及其相位的示意圖；
[0046]圖3為本發(fā)明實施例提供的另一種無刷電機無位置傳感器控制方法的反電動勢、相電流及其相位的示意圖；
[0047]圖4為本發(fā)明實施例提供的一種無刷電機反電動勢檢測時間及過零點的關(guān)系示意圖；
[0048]圖5為本發(fā)明實施例提供的一種確定脈沖寬度調(diào)制信號方法流程圖；
[0049]圖6為本發(fā)明實施例提供的一種無刷電機無位置傳感器控制裝置的結(jié)構(gòu)性框圖；
[0050]圖7為本發(fā)明實施例提供的一種無刷電機正弦波控制單元的結(jié)構(gòu)性框圖。
【具體實施方式】
[0051]為使本發(fā)明實施例的技術(shù)方案以及優(yōu)點表達的更清楚，下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0052]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種無刷電機無位置傳感器控制方法流程圖，如圖1所示，該方法包括:
[0053]步驟110、關(guān)閉第一相線圈的第一驅(qū)動電壓，在檢測時間內(nèi)，檢測第一相線圈的反電動勢；
[0054]進一步地，第一相線圈的相電流降為零時，開始檢測第一相線圈的反電動勢。
[0055]步驟120、根據(jù)反電動勢，確定第二驅(qū)動電壓的參考相位及周期；
[0056]步驟130、根據(jù)參考相位及周期，確定脈沖寬度調(diào)制信號；
[0057]步驟140、根據(jù)脈沖寬度調(diào)制信號，確定為無刷電機提供第二驅(qū)動電壓，第二驅(qū)動電壓用于驅(qū)動無刷電機。
[0058]具體地，檢測時間包括:消隱時間和反電動勢檢測時間；
[0059]消隱時間為第一驅(qū)動電壓關(guān)閉后第一相線圈的相電流降為零所需的時間；
[0060]反電動勢檢測時間為第一相線圈的相電流降為零